긴급차량 우선신호(preemption) 제어 적용성 평가에 관한 연구
A Study on the Application Assessment of Preemption Control for Emergency Vehicle in Domestic
- 주제(키워드) 긴급차량 우선신호 , preemption , 무선 통신 기술
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 오영태
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 건설교통공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
현재 우리나라 신호교차로는 Signal Preemption 제어전략이 적용되지 않아 긴급차량 의 진입 및 통과여부와 관계없이 일반적인 신호로 운영되고 있다. 이러한 교통시스템 운영과 교통 혼잡의 증가로 촌각을 다투는 긴급차량의 이동 및 안전, 인명구호에 제약 을 받고 있으나 기존 신호운영체계로는 적절하게 해결하기 위한 대안이 없는 실정이 다. 따라서, 신호교차로의 차량 및 보행자 사고를 예방하고 인접교차로의 지체를 최소 화하며, 목적지 도착시간 단축을 통한 인명 구호율을 높이기 위해서는 긴급차량 진입 시 교차로에 접근하는 교통류를 고려한 신호체계인 “긴급차량 우선신호(Preemption) 제어"(이하 긴급차량 Preemption 제어) 전략이 구축될 필요가 있다. 국내의 경우 도로교통법에서 긴급차량 우선통행을 규정하고 있으나 도로교통법이 정 하는 모든 의무규정을 배제하는 것이 아니므로 국내 긴급차량의 운영의 효율성 및 안 전성 확보를 위하여 국내 긴급차량 우선신호(Preemption) 제어 전략을 통한 국내 적용 성 평가에 대한 연구가 요구되어진다고 할 수 있겠다. 본 연구에서는 긴급차량 Preemption 제어의 국내 적용을 위하여 기존 검지 기술 및 통신 기술을 검토하였다. 검토결과 다양한 검지 기술 및 통신 기술이 있으나 국내 긴 급차량 Preemption 제어를 위한 검지 및 통신 방식으로는 현재 가장 많이 사용되는 거 시적 수집 자료인 루프 검지기나 영상검지기 등으로는 특정 차량인 긴급차량을 검지하 는데 한계가 있기 때문에 광학 발사체(emitter)나 사이렌과 같은 음파를 이용한 무선 통신 기술이 적정하다고 분석되었다. 또한 긴급차량은 특별 이벤트로서 언제 발생할지 모르기 때문에 긴급차량 검지 및 통신을 위해서는 기후나 도심부의 건물들에 의해 통신이 제약을 받지 않아야 하며, 다 른 전파나 파형과의 간섭이 발생하지 않아야 한다. 따라서, 이러한 여건을 고려하여 국내 적용시 무선통신 장치에 대한 적극적인 검토가 필요하며, ITS 교통정보 센터나 향후 운영될 U-city 교통정보센터와의 송/수신 장치 및 GPS 기능을 활용한다면, 긴급 차량의 경로를 예측하여 제공하고 타 이동류에게 특별 이벤트에 대한 정보를 지속적으 로 제공할 수 있으므로 긴급차량 Preemption 제어로 인한 파급효과는 최소화 할 수 있 으며, 긴급차량 운영 효과는 더욱 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 국외 사례를 바탕으로 긴급차량 Preemption 제어 전략을 5단계로 나누어 수립하였으며, 이를 통해 국내 도시부 간선도로의 특성을 고려하여 교통상황에 따른 긴급차량 Preemption 제어 적용 효과를 분석하였다. 분석결과 Preemption 제어 운영 시에 긴급차량의 지체 개선효과가 교통량이 적을 경 우 최대 95.58%의 개선율을 나타냈으며, 교통량이 증가 할 경우에도 지체 감소 효과는 나타났으나 개선폭은 점차 감소하는 것으로 분석되었다. 일반차량의 경우도 긴급차량 과 동일한 방향의 경우 25% 이상의 지체감소 효과를 나타냈으나 교통량에 따라 크게 영향을 받지 않는 것으로 분석되었다. 타 이동류에 대한 분석결과 주도로와 부도로의 지체 증가는 교통량에 따라 크게 영향을 받는 요인은 아니었으나 전체 네트워크 평균 지체가 교통량이 증가 할수록 함께 증가함에 따라 긴급차량 Preemption 제어가 다른 이동류에 미치는 영향이 점점 커짐을 알 수 있었다. 교통상황에 따른 긴급차량 Preemption 제어 적용 시 링크별 속도를 비교 분석한 결 과 긴급차량의 연속주행이 확보되어 통행속도가 증가하였으나 지체와 동일하게 교통량 이 증가할 수골 통행속도 개선폭은 점차 감소하는 것으로 분석되었다. 반면에, 긴급차 량 주행방향의 일반차량들의 경우 다소 적은 증가율을 나타냈으며, 주도로 긴급차량 주행과 반대편 방향인 서에서 동으로 이동하는 일반차량들의 통행속도는 조금 감소하 였으나 큰 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. 긴급차량 Preemption 제어 적용에 따른 통과 교통량을 비교 분석한 결과 교통량이 적을 경우 주도로의 통과 교통량에 미치는 영향은 적었으나 교통량이 증가 할수록 긴 급차량 주행방향과 반대 방향의 통과 교통량에 많은 영향을 주어 교통량이 감소하는 것으로 분석되었다. 또한, 부도로의 경우 과포화시 주요 간선도로가 교차하는 2번 교 차로의 통과교통량 감소가 상대적으로 크게 나타났으나 네트워크 전체 평균적으로 통 과 교통량 감소폭은 그리 크지 않은 것으로 분석되었다. 긴급차량 Preemption 제어의 국내 적용성 평가를 위하여 시뮬레이션 환경과 유사한 지점에 대해 현장 적용성 평가를 실시하였다. 평가결과 시뮬레이션 분석결과와 유사한 결과를 도출함을 알 수 있었다. 긴급차량 주행방향인 동→서 방향의 경우 97.23초/대에서 26.47초/대로 72.78% 개선 효과를 나타났으며, 동일한 방향으로 이동하는 일반차량들 역시 92.96초/대에서 71.46 초/대로 23.13% 지체 감소효과를 나타내었다. 부도로의 경우 역시 대부분의 접근로의 지체 증가폭은 시뮬레이션과 비슷한 수준이 었으나 일부 구간에서 신호시간의 불균형으로 인한 지체 및 속도가 크게 증가하여 향 후 전이방법 및 교통량에 따른 실시간 Preemption 제어 등의 전략 연구가 필요할 것으 로 사료된다.
more목차
제1장 서론 = 1
제1절 연구의 배경 및 목적 = 1
제2절 연구의 방법 및 절차 = 3
1. 연구 방법 = 3
2. 연구 진행 절차 = 4
제2장 이론적 고찰 = 6
제1절 국내 도로교통법 상에서의 긴급차량의 우선통행 = 6
제2절 국내ㆍ외 Preemption 관련 연구 고찰 = 8
1. 국내 Preemption 관련 연구 고찰 = 8
2. 국외 Priority 및 Preemption 신호제어 전략 = 8
3. 국외 Preemption 및 Priority 신호제어 연구 동향 = 11
제3절 국내ㆍ외 ITS 아키텍쳐 상에서의 분류 = 16
제4절 시사점 = 17
제3장 Signal Preemption 제어 전략 = 18
제1절 긴급차량 Signal Preemption의 절차 = 18
제2절 긴급차량 검지 및 통신 기술 = 21
1. 기존 검지 기술 = 21
2. 기존 통신 기술 = 29
3. 적용 가능한 긴급차량 검지 및 통신기술 = 34
제4장 시뮬레이션 평가 = 36
제1절 시뮬레이션 선정 = 36
1. 신호시간 최적화 모형 = 36
2. 미시적 시뮬레이션 모형 = 37
3. 최적화 모형 및 시뮬레이션 모형의 선정 = 40
제2절 시뮬레이션 평가 방법론 = 41
1. 국내 도시부 간선도로 환경 = 41
2. 시뮬레이션 시나리오 구성 = 41
3. 긴급차량 Preemption 제어를 위한 신호운영 Flow Chart 구성 = 42
4. 시뮬레이션 연산시간 설정 = 44
5. 시뮬레이션을 위한 효과척도(MOE) 선정 = 44
제3절 시나리오 구성 = 45
1. 기하조건 구성 = 45
2. 교통조건 구성 = 46
3. 신호조건 구성 = 49
4. VAP 구성 = 51
제4절 분석결과 = 53
1. 지체도 = 55
2. 속도 = 63
3. 교통량 = 71
제5장 현장 적용성 평가 = 76
제1절 개요 = 76
제2절 현황 입력자료 구성 = 77
1. 대상지역 기하구조 현황 = 77
2. 대상지역 교통 및 신호운영 현황 = 78
제3절 현장 적용성 평가 결과 = 80
1. 지체도 = 80
2. 통행속도 = 82
3. 통과 교통량 = 85
제6장 결론 및 향후 연구과제 = 87
제1절 결론 = 87
제2절 향후 연구과제 = 90
참고문헌 = 92
